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논문

KURT 암반단열 내 미생물의 생지화학적 활동과 방사성 우라늄의 수착거동 특성 변화

Biogeochemical Activity of Indigenous Bacteria in KURT Deep-Fracture and Subsequent Change of Adsorption Behavior Characteristics of Radioactive Uranium

류지훈|백민훈|이승엽|차완식
한국자원공학회 (The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|2016.10|한국자원공학회지 (Journal of the Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers)|제53권 제5호|pp. 452-462

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Adsorption방사성폐기물Radioactive wastes수착방사성 우라늄단열충전물토착미생물Radioactive uraniumFracture-filling materialsIndigenous bacteria
주제분류자원공학

초록

지하심부 환경에 처분된 방사성폐기물은 오랜 기간 지하수와 반응하면서 일부 핵종들은 용출되고 암반 단열을 통해 지표 생태계에 최종 도달하게 될 것이다. 이를 가정하여 실내 처분환경조건 하에서 방사성 우라늄과 KURT 단열충전물과의 상호반응 실험을 수행하였다. 실험에 앞서 단열충전물 내에 토착미생물이 생존하고 있음을 확인하였고, 이들 미생물에 의해 장기적으로 단열충전물이 변질되고 방사성 우라늄의 수착 거동이 달라짐을 확인하였다. 관찰된 현상으로는 토착미생물에 의해 철함유 광물들이 용해되거나 새로운 황화물이 생성되었고, 단열충전물에 대한우라늄의 수착량도 상대적으로 증가하였다. 이와 같은 결과를 통해, 단열을 따라 이동하게 될 우라늄과 같은 핵종들은단열충전물 내 토착미생물들의 생지화학적 활동으로 장기적으로 핵종들의 수착 및 이동성이 크게 영향받을 것으로예상된다.

Abstract

The radioactive wastes that would be disposed in a deep underground environment could interact with groundwater, and subsequently some radionuclides would be released and finally reach to the surface ecosystem through rock fractures. We conducted an experiment to make radioactive uranium interacted with KURT fracture-filling materials under a laboratory disposal condition. First, we identified indigenous bacteria that were alive in some fracture-filling materials. They have made the fracture-filling materials altered, and affected the adsorption behaviors of uranium for a long-term experimental period. There occurred a characteristic dissolution of some iron-bearing minerals and a subsequent new formation of sulfides, including a relative increase of uranium adsorption onto the fracture-filling materials by the indigenous bacteria. These results show that some radionuclides such as uranium that could move through the rock fractures are expected to be largely affected by the biogeochemical activity of the fracture-living bacteria on their adsorption and mobility.

참고문헌 (22)

  1. Anderson, R.T, "Stimulating the in situ activity of Geobacter species to remove uranium from the groundwater of a uraniumcontaminated aquifer", Appl. Environ. Microbiol, 69(10), pp.5884~5891 (2003)
  2. Bargar, J.R, "Uranium redox transition pathways in acetate-amended sediments", Proc. Natl. Acad. Sci, 110(12), pp.4506~4511 (2013)
  3. 최희주, "Development of Geological Disposal Systems for Spent Fuels and High-level Radioactive Wastes in Korea", Nuclear Engineering and Technology, 45(1), pp.29~40 (2013), 한국원자력학회
  4. Ehrlich, H.L, "Geomicrobiology", pp.646~ (1990), Marcel Dekker
  5. Hua, B, "Kinetics of uranium(VI) reduction by hydrogen sulfide in anoxic aqueous systems", Environ. Sci. Technol, 40(15), pp.4666~4671 (2006)
  6. Hyun, S.P, "Uranium(VI) reduction by iron(II) monosulfide mackinawite", Environ. Sci. Technol, 46(3), pp.3369~3376 (2012)
  7. 김유미, "KURT 지하심부 지하수 내 토착 금속환원미생물의 종 다양성 및 철", 망간의환원과 생광물화작용, 2014, pp.47(4), 431~439[DOI]
  8. 이지영, "고준위폐기물 완충재로 사용되는 벤토나이트의 미생물의 존재 및 특성", 방사성폐기물학회지, 11(2), pp.95~102 (2013), 한국방사성폐기물학회[DOI]
  9. 이승엽, "고준위폐기물 지하처분연구시설(KURT)에서 관찰되는 방해석의 광물학적 특징", 한국광물학회지, 19(4), pp.239~246 (2006), 한국광물학회
  10. Lee, S. Y, "Abiotic reduction of uranium by mackinawite (FeS) biogenerated under sulfate-reducing conditon", J. Radioanal. Nucl. Chem, 296(2), pp.1311~1319 (2013)
  11. Lee, S.Y, "Biogenic formation and growth of uraninite (UO2)", Environ. Sci. Technol, 44(22), pp.8409~8414 (2010)
  12. 이승엽, "금속환원미생물에 의한 수용액의 산화", 환원전위 변화 및 생합성 맥키나와이트의 역할, 2011, pp.24(4), 279~287[DOI]
  13. Lee, S.Y, "Uranium (IV) remobilization under sulfate reducing conditions", Chem. Geol, 370(1), pp.40~48 (2014)
  14. Lee, S.Y, "Microbial copper reduction method to scavenge anthropogenic radioiodine", Sci. Rep, 6, pp.28113~ (2016)
  15. 이승엽, "셀레늄-미생물간의 반응 및 셀레늄 광물화 특성", 한국광물학회지, 24(3), pp.217~224 (2011), 한국광물학회
  16. Lovley, D.R, "Microbial reduction of uranium", Nature, 350(4), pp.413~416 (1991)
  17. Lovley, D.R, "Reduction of uranium by Desulfovibrio desulfuricans", Appl. Environ. Microbiol, 58(3), pp.850~856 (1992)
  18. 오종민, "한국원자력연구원 지하심부 미생물에 의한 용존우라늄 제거 및 광물화 특성", 한국광물학회지, 23(2), pp.107~115 (2010), 한국광물학회
  19. Sanchez-Andrea, I, "Microbial diversity in anaerobic sediments at Rio Tinto, a naturally acidic environment with a high heavy metal content", Appl. Environ. Microbiol, 77(17), pp.6085~6093 (2011)
  20. Sawasaki, T, "Application of gamma radiolysis of water for H2production", J. Radioanal. Nucl. Chem, 255(2), pp.271~274 (2003)
  21. Ulrich, K.U, "Dissolution of biogenic and synthetic UO2 under varied reducing conditions", Environ. Sci. Technol, 42(15), pp.5600~5606 (2008)
  22. Zhang, J, "Microbial reduction of Fe(III) in smectite minerals by thermophilic methanogen Methanothermobacter thermautotrophicus", Geochim. Cosmochim. Acta, 106(1), pp.203~215 (2013)

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